JP2005251637A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードの温度上昇が抑制され、また、発光ダイオードを覆うグローブに輝度むら等が発生しにくい照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置３１は、基板６を支持する支持部１２および反射面１１ａが発光ダイオード２からの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部１１を有する金属体４と、発光ダイオード２を覆うグローブ３２と、一端側２１ａに口金２０を有し、他端側２１ｂに基板６が口金２０の螺合部２０ｂ外に位置するようにして金属体４を取着し、かつグローブ３３を取り付けている支持部材２１とを有してなる光源３３と、金属体４の反射部１１の開口側先端が開口部８の端縁１８ａに位置するようにソケット１９が配設されている照明装置本体１８を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とする照明装置に関する。

近年、電球や電球形蛍光ランプに代わって、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする電球形ＬＥＤランプが使用されている。電球形ＬＥＤランプは、一般に、発光ダイオードと、発光ダイオードを配置している基板と、発光ダイオードを覆うグローブを有して構成されている。そして、リードフレームが基板に実装される砲弾形の発光ダイオードを用いた電球形ＬＥＤランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術の電球形ＬＥＤランプは、発光ダイオードが口金部から突出している。

また、基板に面実装される面実装形の発光ダイオードを用いた電球形ＬＥＤランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術の電球形ＬＥＤランプは、口金の上部に拡径部材を用いて基板が取り付けられ、基板の比較的近距離の上部に発光ダイオードから放射される光を拡散させる光散乱体が設けられ、さらにグローブも発光ダイオードからの光を拡散させる乳白色の半透明樹脂よりなっている。また、他の電球形ＬＥＤランプとして、口金の内部に面実装形の発光ダイオードおよび基板を配置しているものが提案されている。
実用新案登録第３０８００４４号公報（第６頁、第３図） 特開２００３−１７３７０３号公報（第３頁、第３図、第６図）

特許文献１は、発光ダイオードが口金部から突出していることにより、発光ダイオードとグローブとの距離が小さくなるので、グローブの表面に輝度むらやグレアが発生しやすくなるという欠点を有する。

特許文献２は、口金の内部に発光ダイオードおよび基板を配置しているものにおいては、発光ダイオードとグローブとの距離が大きくなってグローブに輝度むら等が発生しにくくなるが、口金内に発光ダイオードからの熱がこもり、基板および発光ダイオードの放熱がなされにくくなって、発光ダイオードの寿命が損なわれるという欠点を有する。

また、基板の上部に光散乱体を設けているものは、部品点数が増加してコストアップするという欠点を有する。また、発光ダイオードは、拡径部材を介して口金の上部に設けられているので、発光ダイオードからの光が拡径部材に遮られる結果、横方向および背面側に照射されないという欠点を有する。

本発明は、発光ダイオードの温度上昇が抑制され、また、発光ダイオードを覆うグローブに輝度むら等が発生しにくい照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明装置の発明は、基板に配設された面実装形の発光ダイオードと；基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と；金属体が収容される開口部を有し、金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するように金属体を配設している照明装置本体と；発光ダイオードを点灯させる点灯装置と；

を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

面実装形の発光ダイオードは、光を主として前方側に放射する他、横方向の側にも放射することが知られている。

基板は、アルミニウム（Ａｌ）などの金属板であってもよく、ガラスエポキシ材などの樹脂であってもよい。

金属体は、伝熱性が大きいほどよく、例えばアルミニウムを用いることができる。

載頭錐形の反射面は、例えば円形、角形とすることができる。

「金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置する」とは、厳密の位置ではなく、開口部の端縁の近傍に位置することを許容する。

点灯装置は、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換回路や電圧調整回路などを具備して構成されている。

本発明によれば、発光ダイオードの点灯によって発生した熱は、基板から金属体に伝熱され、さらに照明装置本体に伝熱して放熱される。そして、金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置しているので、発光ダイオードからの光は、照明装置本体にケラレルことなく前方に照射され、当該開口面付近を照射する。

請求項２に記載の照明装置の発明は、基板に配設された面実装形の発光ダイオードと、基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と、一端側に口金を有し、他端側に基板が口金の螺合部外に位置するようにして金属体を取着している支持部材と、支持部材に支持され、口金を介する給電によって発光ダイオードを点灯させる点灯回路とを有してなる光源と；口金が取り付けられるソケットを有するとともに、光源が挿入される開口部を有し、口金がソケットに取り付けられたときに金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するようにソケットが配設されている照明装置本体と；を具備していることを特徴とする。

点灯回路は、発光ダイオードが配設された基板または他の基板に回路部品が配設され、当該基板が支持部材に支持される。

基板を口金の螺合部外に位置させることにより、すなわち、口金内に位置させないことにより、基板の温度上昇が抑制される。

本発明によれば、発光ダイオードの点灯によって発生した熱は、基板から金属体に伝熱され、金属体から支持部材を介して口金に伝熱され、さらにソケットを介して照明装置本体に伝熱して放熱される。また、電球形の光源がソケットに取り付けられたときに、金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置しているので、発光ダイオードからの光は、照明装置本体にケラレルことなく前方に照射され、当該開口面付近を照射する。

請求項３に記載の照明装置の発明は、基板に配設された面実装形の発光ダイオードと、基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と、発光ダイオードを覆い、発光ダイオードの放射光を外方に拡散させる透光性のグローブと、一端側に口金を有し、他端側に基板が口金の螺合部外に位置するようにして金属体を取着し、かつグローブを取り付けている支持部材と、支持部材に支持され、口金を介する給電によって発光ダイオードを点灯させる点灯回路とを有してなる光源と；口金が取り付けられるソケットを有するとともに、光源が挿入される開口部を有し、口金がソケットに取り付けられたときに金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するようにソケットが配設されている照明装置本体と；を具備していることを特徴とする。

グローブは、プラスチック樹脂、ガラスおよび陶器などにより形成されたものを包含する。

本発明によれば、発光ダイオードを配設している基板が金属体に支持され、また、電球形の光源がソケットに取り付けられたときに、金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置しているので、従来のグローブを用いても、発光ダイオードとグローブとの距離が大きくなる。そして、発光ダイオードからの光は、照明装置本体にケラレルことなく前方に照射され、当該開口面付近を照射する。また、発光ダイオードの点灯によって発生した熱は、金属体を介して伝熱され、照明装置本体から放熱される。

請求項１の発明によれば、発光ダイオードの点灯によって発生した熱は、金属体に伝熱され、さらに照明装置本体に伝熱して放熱するので、発光ダイオードの温度上昇を抑制することができて、発光ダイオードを長寿命化することができる。また、金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置し、発光ダイオードからの光は、照明装置本体にケラレルことなく前方に照射され、当該開口面付近を照射するので、発光ダイオードからの光の照射範囲を広くすることができ、照明装置本体の開口部付近を明るくすることができる。

請求項２の発明によれば、発光ダイオードの点灯によって発生した熱は、基板から金属体に伝熱され、金属体から支持部材を介して口金に伝熱され、さらにソケットを介して照明装置本体に伝熱して放熱するので、発光ダイオードの温度上昇を抑制することができて、発光ダイオードを長寿命化することができる。また、電球形の光源がソケットに取り付けられたときに、金属体の反射部の開口端先端が開口部の端縁に位置しているので、発光ダイオードからの光は、照明装置本体にケラレルことなく前方に照射され、当該開口面付近を照射するので、発光ダイオードからの光の照射範囲を広くすることができ、照明装置本体の開口部付近を明るくすることができる。

請求項３の発明によれば、グローブを有する電球形の光源は、従来のグローブの大きさを用いても、発光ダイオードとグローブとの距離が大きくなるので、発光ダイオードからの放射光に対するグローブでの輝度むらやグレアを抑制することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態を示す照明装置の概略断面図である。照明装置１は、天井等に埋設されるダウンライトであり、発光ダイオード２、照明装置本体としての器具本体３、金属体４および点灯装置５を有して構成されている。

発光ダイオード２は、例えばガラスエポキシ材からなる円形の基板６に複数個が面実装されている。そして、この面実装形の発光ダイオード２は、白色光を放射する構造に形成されている。

器具本体３は、金属板例えば鉄板からなり、有底の円筒体７および円筒体７の開口部８の周囲に設けられたフランジ部９を有して形成されている。器具本体３は、フランジ部９の上面が例えば天井（図示しない。）の下面に当接されるようにして、天井に埋設される。

金属体４は、アルミニウム（Ａｌ）からなり、円筒体１０、この円筒体１０と一体的に形成され、円筒体１０の下側に、反射面１１ａが発光ダイオード２からの光を照射する方向に拡開している載頭円錐形の反射部（拡開部）１１および円筒体１０と反射部１１の境界付近に円形に切り欠きされた支持部１２を有している。そして、当該支持部１２に基板６が嵌め込まれ、基板６は接着材により固着されている。支持部１２は、基板６の外周に沿っている。金属体４は、発光ダイオード２を配設している基板６を配設している。

そして、金属体４は、器具本体３の開口部８の端縁３ａに反射部１１の開口側先端が位置するように開口部８に収容されている。当該端縁３ａにおける仮想開口面８Ａに発光ダイオード２の発光部が略位置している。そして、器具本体３の内面には、一対の箱状の支持部材１３，１３が溶接等によって固定されており、この支持部材１３，１３の側面に金属体４の円筒体１０がねじ等（図示しない。）により取り付けられている。こうして、金属体４が器具本体３の開口部８に収容されて配設されることにより、発光ダイオード２を配設している基板６が器具本体３の開口部８に配設されている。

金属体４の反射部１１は、複数の発光ダイオード２を全周に亘って囲んでおり、その反射面１１ａは、発光ダイオード２からの放射光を反射する。

そして、金属体３の円筒体１０は、器具本体３の開口部８の内部側に突出するようにして設けられ、その一部が支持部材１３，１３に接触している。金属体４は、支持部１２に基板６を支持しているので、発光ダイオード２の点灯によって発生した熱は、基板６から金属体４に伝熱される。そして、当該熱は、円筒体１０から器具本体３の開口部８の内部空間に放熱され、器具本体３の円筒体７に伝熱される。また、円筒体１０から支持部材１３，１３に伝熱され、さらに器具本体３の円筒体７に伝熱される。そして、器具本体３の円筒体７から外部に放熱される。このように、金属体３の円筒体１０は、発光ダイオード２の点灯によって発生した熱を放熱する放熱部に形成されている。

発光ダイオード２を点灯させる点灯装置５は、支持部材１３，１３の上面に配設された固定板１４に配設されている。そして、点灯装置５からリード線１５が導出され、基板６に接続されている。また、点灯装置５は、図示しない電源線により外部電源に接続されている。点灯装置５は、外部電源から給電されると、直流電圧を出力する。この直流電圧がリード線１５を介して発光ダイオード２に印加されることにより、発光ダイオード２が点灯する。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。

外部電源より点灯装置５に給電されると、発光ダイオード２が点灯する。そして、発光ダイオード２から白色光が放射される。また、基板６に発光ダイオード２からの熱が伝熱される。

そして、金属体４の反射部１１の反射面１１ａが器具本体３の開口部８の端縁３ａに位置し、同じく、反射面１１ａが発光ダイオード２を囲むようにして仮想開口面８Ａ付近に位置しているので、発光ダイオード２から放射された光は、器具本体３にケラレルことなく前方に照射される。したがって、発光ダイオード２の放射光による照明効率が向上する。また、当該横方向の放射光により、該開口面８Ａ付近の器具本体３のフランジ部９が照射されるので、器具本体３の開口面８Ａの周囲が明るくなる。

そして、発光ダイオード２の点灯によって発生した熱は、基板６から金属体４に伝熱され、放熱部としての金属体４の円筒体１０から器具本体３の開口部８の内部空間を介して、あるいは、支持部材１３，１３を介して、器具本体３の円筒体７に伝熱され、円筒体７から外部に放熱される。したがって、基板６および発光ダイオード２の温度上昇が抑制され、発光ダイオード２が長寿命化される。

次に、本発明の第２の実施形態について述べる。

図２は、本発明の第２の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図２に示す照明装置１６は、天井等に埋設されるダウンライトであり、光源１７、照明装置本体としての器具本体１８およびソケット１９を有して構成されている。

光源１７は、基板６に配設された発光ダイオード２、一端側２１ａに口金２０を配設している支持部材２１および発光ダイオード２を点灯させる点灯回路２２を有して構成されている。

発光ダイオード２を配設している基板６は、図１に示すように、金属体４に配設されている。支持部材２１は、例えばセラミックスからなり、一端側２１ａおよび他端側２１ｂにそれぞれ開口を有する略円筒状に形成されている。そして、一端側２１ａに口金２０を装着し、他端側２１ｂに、金属体４（基板６）が口金２０の螺合部２０ｂ外に位置するようにして、金属体４の円筒体１０の上面を接着材などで固定している。すなわち、基板６は、金属体４を介して、支持部材２１の他端側２１ｂに取着されている。

また、支持部材２１の他端側２１ｂには、金属体４に密着して、金属体４の外側を覆っているカバー２３が接着材等により取着されている。カバー２３は、例えばセラミックスからなり、カバー２３を手で掴み、光源１７をソケット１９に装着するときに、またはソケット１９から取り外すときに、感電しないようにする役目も果たしている。

点灯回路２２は、基板６の発光ダイオード２が配設されている背面に実装された抵抗２４，２５および整流器２６などの回路部品により構成されている。すなわち、点灯回路２２は、基板６および金属体４を介して支持部材２１に支持されている。そして、点灯回路２２から一対のリード線２７ａ，２７ｂが導出され、このリード線２７ａ，２７ｂは、口金２０の先端部２０ａや螺合部２０ｂにそれぞれ接続されている。また、点灯回路２２は、基板６を介して発光ダイオード２に電気的に接続されている。そして、点灯回路２２は、口金２０を介する給電によって発光ダイオード２を点灯（発光）させる。

器具本体１８は、図１に示す器具本体３と同様に形成されている。そして、器具本体１８は、開口部８に（内部に）、支持部材２８，２８によりソケット１９を配設している。支持部材２８，２８は、図１に示す支持部材１３，１３と同様に形成されている。

ソケット１９は、光源１７の口金２０が取り付けられるものであり、内部に、口金２０の螺合部２０ｂが螺合される銅製の被螺合部２９および口金２０の先端部２０ａが当接される給電板部３０が設けられている。そして、被螺合部２９および給電板部３０は、図示しない電源線により外部電源に接続されている。

そして、ソケット１９は、光源１７の口金２０が器具本体１８の開口部８に挿入され、口金２０がソケット１９に取り付けられたときに、金属体４の反射部１１の反射面１１ａの開口端先端が器具本体１８の開口部８の端縁１８ａに位置するように器具本体１８内に配設されている。

照明装置１６は、電球形の光源１７がソケット１９に取り付けられたときに、金属体４の反射部１１の反射面１１ａの開口端先端が器具本体１８の開口部８の端縁１８ａに位置し、同じく、金属体４の反射面１１ａが発光ダイオード２を囲むようにして開口面８Ａ付近に位置しているので、発光ダイオード２から放射された光は、器具本体１８にケラレルことなく前方に照射され、一部の横方向の光が器具本体１８の開口面８Ａの付近に照射されるようになる。

そして、発光ダイオード２の点灯によって発生した熱は、基板６から金属体４に伝熱され、金属体４から支持部材２１を介して口金２０に伝熱され、さらにソケット１９を介して照明装置本体１８に伝熱して放熱される。加えて、基板６は口金２０の螺合部２０ｂ外に位置しているので、基板６の温度上昇が抑制される。これにより、発光ダイオード２の温度上昇が抑制され、発光ダイオード２が長寿命化される。

次に、本発明の第３の実施形態について述べる。

図３は、本発明の第３の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図である。なお、図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図３に示す照明装置３１は、図２に示す照明装置１６において、発光ダイオード２を覆い、発光ダイオード２の放射光を外方に拡散させるグローブ３２を設けて形成した光源３３を具備するものである。すなわち、光源１７のカバー２３に代えて、グローブ３２の円形の開口部が支持部材２１の他端側２１ｂに接着材により固着されている。グローブ３２は、例えば軟質ガラスからなり、細長い形状（ナツメ電球の形状）に形成されている。そして、内面３２ａは、例えばフロスト加工され、あるいはシリカが塗布されている。

発光ダイオード２から放射された光は、グローブ３２の内面３２ａに照射され、グローブ３２で拡散されて外方に放射される。そして、金属体４の反射部１１の反射面１１ａの開口端先端が器具本体１８の開口部８の端縁１８ａに位置しているので、例え、グローブ３２の外形が従来のグローブの大きさであっても、発光ダイオード２とグローブ３２の距離は大きくなっている。したがって、発光ダイオード２からの放射光によって、グローブ３２の外表面に輝度むらやグレアが発生することが抑制される。

なお、グローブ３２は、自身が拡散性を有するものであってもよい。また、グローブ３２は、図示しないが、上部および下部に二分割されており、上部側を支持部材２１に取り付けた後、上部と下部を接着材等により固定している。

本発明の第１の実施形態を示す照明装置の概略断面図。 本発明の第２の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図。 本発明の第３の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図。

符号の説明

１６，３１…照明装置
２…発光ダイオード
３，１８…照明装置本体としての器具本体
４…金属体
５…点灯装置
１７，３３…光源
１９…ソケット

Claims (3)

1. 基板に配設された面実装形の発光ダイオードと；
   基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と；
   金属体が収容される開口部を有し、金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するように金属体を配設している照明装置本体と；
   発光ダイオードを点灯させる点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。
2. 基板に配設された面実装形の発光ダイオードと、基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と、一端側に口金を有し、他端側に基板が口金の螺合部外に位置するようにして金属体を取着している支持部材と、支持部材に支持され、口金を介する給電によって発光ダイオードを点灯させる点灯回路とを有してなる光源と；
   口金が取り付けられるソケットを有するとともに、光源が挿入される開口部を有し、口金がソケットに取り付けられたときに金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するようにソケットが配設されている照明装置本体と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。
3. 基板に配設された面実装形の発光ダイオードと、基板を支持する支持部および反射面が発光ダイオードからの光を照射する方向に拡開している載頭錐形の反射部を有する金属体と、発光ダイオードを覆い、発光ダイオードの放射光を外方に拡散させる透光性のグローブと、一端側に口金を有し、他端側に基板が口金の螺合部外に位置するようにして金属体を取着し、かつグローブを取り付けている支持部材と、支持部材に支持され、口金を介する給電によって発光ダイオードを点灯させる点灯回路とを有してなる光源と；
   口金が取り付けられるソケットを有するとともに、光源が挿入される開口部を有し、口金がソケットに取り付けられたときに金属体の反射部の開口側先端が開口部の端縁に位置するようにソケットが配設されている照明装置本体と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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